Sony Semiconductor Solutions Corporation va lansa un senzor de adancime SPAD cu o configuratie stratificata – IMX459 care va fi folosit pentru aplicatii auto LiDAR, utilizand metoda direct Time-of-Flight (dToF), o premiera in industrie.

Noul produs Sony imbina micii pixeli patrati de 10 μm cu fotodiode avalansa uni-foton (SPAD- Single Photon Avalanche Diode) si circuitul de procesare pentru masurarea distantei intr-un singur cip, rezultand un circuit compact de tip 1/2.9, care ofera o masurare a distantei de mare precizie si de mare viteza.
 
Senzorul contribuie la siguranta si securitatea viitorului mobilitatii, imbunatatind performantele de recunoastere si detectare LiDAR a autovehiculelor, tot mai necesare odata cu popularizarea sistemelor avansate de asistenta a soferului (ADAS) si a conducerii autonome (AD).

Fata de dispozitivele utilizate pentru detectare, cum ar fi camerele auto si radarele cu unde milimetrice, LiDAR este din ce in ce mai important ca metoda de recunoastere si detectare de inalta precizie a conditiilor rutiere, dar si a locatiei si formei obiectelor precum masinile si pietonii.

Pentru ca LiDAR sa evolueze si sa patrunda pe piata, raman obstacolele tehnice – inclusiv necesitatea imbunatatirilor suplimentare in ceea ce priveste performanta masurarii distantei, furnizarea unei mai mari sigurante si fiabilitati, indiferent de mediul de utilizare si de conditii, si trecerea la un design solid-state, pentru a obtine o forma mai compacta si costuri mai mici. In acest sens, exista diverse initiative in curs de abordare a acestor provocari.

Dintre diferitele metode utilizate pentru masurarea distantei LiDAR, pixelii SPAD sunt folositi ca un tip de detector intr-un senzor dToF, care masoara distanta fata de un obiect prin detectarea timpului de deplasare (diferenta de timp) a luminii emise de la o sursa pana cand aceasta se intoarce la senzor, dupa ce a fost reflectata de respectivul obiect.

Utilizand tehnologiile Sony, precum o structura de pixeli cu iluminare din spate, configuratii stratificate si conexiuni Cu-Cu concepute in procesul de dezvoltare a senzorilor de imagine CMOS, Sony a reusit sa obtina constructie unica a dispozitivului care include pixeli SPAD si un circuit de procesare a masurarii distantei pe un singur cip.

Acest design ajuta la obtinerea unor pixeli patrati de dimensiuni minuscule, 10 μm , oferind o forma compacta si o rezolutie inalta de aproximativ 100,000 de pixeli efectivi pe un format de tip 1/2.9. De asemenea, ofera o eficienta sporita pentru detectarea fotonilor si o reactie imbunatatita, permitand masurarea distantei cu o mare viteza si precizie, de la la rezolutii de 15 centimetri, de la distante lungi la distante scurte.

Produsul respecta standardele de siguranta si functionare pentru aplicatiile auto, care contribuie la imbunatatirea fiabilitatii LiDAR, iar constructia pe un singur cip contribuie la obtinerea unei tehnologii LiDAR mai compacte si mai ieftine.
 
Principalele caracteristici ale senzorului de adancime Sony SPAD

- Performanta de masurare a distantei de mare viteza, de inalta precizie, datorita unei configuratii stratificate, cu pixeli SPAD de 10 μm patrati si circuit de procesare a masurarii distantei.

Acest produs utilizeaza o configuratie stratificata, unde este utilizata o conexiune Cu-Cu este pentru a atinge proprietatile de conductie pentru fiecare pixel, intre cipul de pixeli SPAD cu iluminare din spate (in partea superioara) si cipul logic echipat cu circuitul de procesare a masurarii distantei (in partea inferioara). Acest lucru permite o configuratie in care circuitul este plasat in partea inferioara a cipului de pixeli, mentinand un nivel de deschidere ridicat si rezultand in acelasi timp o dimensiune mica de 10 μm a pixelilor patrati.

Produsul foloseste, de asemenea, un plan de incidenta a luminii cu o suprafata neregulata, pentru a refracta lumina incidenta, sporind astfel rata de absorbtie. Aceste caracteristici au ca rezultat o eficienta ridicata de detectare a fotonilor de 24% pe lungimea de unda de 905 nm utilizata in mod obisnuit in sursele de lumina laser LiDAR auto. De exemplu, este posibil sa fie detectate obiecte indepartate cu o rata de reflexie scazuta la rezolutie mare, de la distanta. In plus, un circuit de reincarcare activ este inclus pe sectiunea circuitului, oferind o conexiune Cu-Cu pentru fiecare pixel si permitand o viteza de raspuns de aproximativ 6 nanosecunde la functionare normala pentru fiecare foton.

Aceasta constructie stratificata unica permite masurarea distantei cu mare viteza si precizie la rezolutii cu o marja de 15 centimetri, de la distante lungi la distante scurte, contribuind astfel la performante imbunatatite de recunoastere si detectare a LiDAR in domeniul auto.

- Respectarea standardelor de functionare in siguranta pentru aplicatiile auto contribuie la imbunatatirea fiabilitatii LiDAR

Acest produs va fi certificat ca indeplinind cerintele testelor de fiabilitate a componentelor electronice auto de gradul 2 AEC-Q100. Sony a introdus, de asemenea, un proces de dezvoltare care respecta standardele de siguranta functionala a automobilelor ISO 26262 si accepta nivelul cerintelor de siguranta functionala ASIL- B(D) pentru functionalitati precum detectarea defectiunilor, notificarea si controlul. Toate acestea vor contribui la imbunatatirea fiabilitatii LiDAR.